Studies on the Role of Superoxide Anion Radicals for the Cardiotoxicity of Adrenochrome

Summary

Adrenochrome is an oxidative product of adrenaline and possesses cardiotoxic properties. As oxygen free radicals play a role in the cytotoxic effects of catecholamines, the role of superoxide anion radicals, as mediators of adrenochrome toxicity, was investigated using electrically-driven Langendorff rabbit hearts with depleted catecholamine stores. Repetitive regional myocardial ischemia (MI) was induced by coronary artery branch ligature, and MI was quantitated from epicardial NADH-fluorescence photography. Adrenochrome (10⁻⁴ mol/l) was added to the perfusion solution after a reperfusion period of 20 min, 30 min before the 2nd coronary occlusion, with or without the additional application of SOD (30 U/ml). Left ventricular pressure was significantly enhanced by adrenochrome (p < 0.05), but it fell rapidly down below its initial value (p < 0.05). Coronary flow was significantly decreased by adrenochrome (p < 0.05). Whereas epicardial NADH-fluorescence was similar after repetitive coronary occlusions in untreated controls, it was significantly enhanced by adrenochrome (p < 0.05). The deleterious effects of adrenochrome on MI were not inhibited by SOD. Thus, there is no evidence for superoxide anion radicals as mediators of the deleterious effects of adrenochrome on MI in isolated rabbit hearts. The deleterious effects of adrenochrome on MI in isolated rabbit hearts might be caused by functional effects, impairing the oxygen consumption/oxygen supply balance.

Zusammenfassung

Studien zur Rolle von Superoxidanion-Radikalen bei der Kardiotoxizität von Adrenochrom

Adrenochrom ist ein Oxidationsprodukt von Adrenalin und besitzt kardiotoxische Eigenschaften. Da die kardiotoxischen Wirkungen von Katecholaminen z. T. durch freie Sauerstoffradikale vermittelt werden, wurde die Rolle von Superoxidanion-Radikalen als Vermittler für die kardiotoxischen Wirkungen von Adrenochrom untersucht. Verwendet wurden elektrisch stimulierte Langendorff-Kaninchenherzen mit entleerten Katecholaminspeichern. Repetitive akute regionale Ischämien wurden durch Ligatur einer Koronararterie induziert und mittels epikardialer NADH-Fluoreszenz quantifiziert. Die Behandlung mit Adrenochrom (10⁻⁴ mol/l), mit oder ohne Superoxid-Dismutase (SOD, 30 U/ml), wurde nach einer Reperfusionsdauer von 20 min und 30 min vor der 2. Koronarligatur, begonnen. Der linksventrikuläre Druck wurde durch Adrenochrom kurzzeitig gesteigert (p < 0.05), um im An-schluß unter den Ausgangswert abzusinken (p < 0,05). Der koronare Fluß wurde durch Adrenochrom reduziert (p < 0,05). Die epikardiale NADH-Fluoreszenz wurde durch Adrenochrom verstärkt (p < 0.05). Die durch Adrenochrom induzierte NADH-Fluoreszenzzunahme konnte durch SOD nicht inhibiert werden. Es bestehen daher keine Anhaltspunkte dafür, daß die durch Adrenochrom induzierte Gewebsschädigung bei einer akuten re-gionalen Myokardischämie durch Super-oxidanion-Radikale vermittelt wird. Die ungünstige Auswirkung von Adrenochrom auf eine akute regionale Myokardischämie könnte möglicherweise durch die funktionellen Effekte von Adrenochrom, die mit einer Verschlechterung der Sauerstoffversorgungslage des Myokards einhergehen, verursacht sein.

Key words

Adrenochrome, cardiotoxicity - Aminochromes - Myocardial ischemia, experimental - Superoxide dismutase